中國(guó)粉體網(wǎng)訊 當(dāng)下“半固態(tài)電池”成為一個(gè)新的技術(shù)熱點(diǎn)，與“只聽(tīng)樓梯響，不見(jiàn)人下來(lái)”的固態(tài)電池不同，半固體電池的“上車(chē)”已經(jīng)近在咫尺，將成為各主流新能源車(chē)企爭(zhēng)奪的下一個(gè)技術(shù)制高點(diǎn)，多家公司也披露了新技術(shù)應(yīng)用的進(jìn)展。
半固態(tài)電池新車(chē)蓄勢(shì)待發(fā)
2月6日，在蔚來(lái)汽車(chē)的媒體溝通會(huì)上，總裁秦力洪表示，搭載150度半固態(tài)電池的蔚來(lái)ET7將于今年上半年推出。2月7日，贛鋒鋰業(yè)控股子公司贛鋒鋰電在其官方微信公眾號(hào)上宣布，搭載贛鋒鋰電三元固液混合鋰離子電池的純電動(dòng)SUV賽力斯-SERES-5規(guī)劃于2023年上市。嵐圖汽車(chē)在旗下首款轎車(chē)追光的發(fā)布會(huì)上宣布，追光搭載82kWh電池包，將成為行業(yè)首個(gè)量產(chǎn)裝車(chē)的半固態(tài)電池。
車(chē)企對(duì)半固態(tài)電池上車(chē)的積極性很高，而上游的動(dòng)力電池廠商也卯著勁加快研發(fā)進(jìn)度。國(guó)軒高科透露，公司的高安全半固態(tài)電池單體能量密度達(dá)360Wh/kg，配套車(chē)型的電池包電量達(dá)160kWh，續(xù)航里程超過(guò)1000km，預(yù)計(jì)2023年批量交付。孚能科技表示，公司已有半固態(tài)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)裝車(chē)。據(jù)悉，孚能科技為嵐圖追光的半固態(tài)電池提供了電芯和模組。
“踮腳可及”的半固態(tài)電池
半固態(tài)電池是一個(gè)陌生的技術(shù)名詞，要了解它，首先要從更熟悉的“固態(tài)電池”入手。被認(rèn)為是電動(dòng)車(chē)儲(chǔ)能“理想解決方案”的固態(tài)電池，是相對(duì)于現(xiàn)在的液態(tài)電解質(zhì)鋰電池而言的。也就是，使用固態(tài)正負(fù)極材料和固態(tài)電解質(zhì)的電池。固態(tài)電池在能量密度上將有幾倍的提升，安全性也會(huì)大幅改善，直指當(dāng)下鋰離子電池的兩大痛點(diǎn)。
雖然愿景很美好，但實(shí)現(xiàn)的道路卻非常坎坷，當(dāng)下研究固態(tài)電池的企業(yè)不少，也取了一些實(shí)驗(yàn)室層面的突破，但與最終的大規(guī)模量產(chǎn)依然有很大的距離。據(jù)業(yè)內(nèi)人士估計(jì)，離大規(guī)模的量產(chǎn)還需要5~10年的時(shí)間，就連寧德時(shí)代、本田等都預(yù)測(cè)全固態(tài)電池2030年左右才可能在車(chē)上應(yīng)用。
古語(yǔ)云：“求其上者得其中”，既然固態(tài)電池短期內(nèi)量產(chǎn)困難，那就先只邁一小步，于是就有了現(xiàn)在的半固態(tài)電池。顧名思義，半固態(tài)電池電解質(zhì)采用固液混合形態(tài)，這樣做的好處之一是半固態(tài)電池因可以兼容現(xiàn)有液態(tài)電池的工藝設(shè)備和材料，能夠以比較低的成本量產(chǎn)，且能量密度、安全性等有明顯優(yōu)勢(shì)，循環(huán)壽命也有不錯(cuò)的表現(xiàn)。雖然需要改造產(chǎn)線，但大規(guī)模量產(chǎn)以后，能盡快收回投資成本。
能量密度高是半固態(tài)電池的重要優(yōu)勢(shì)，雖然比不上固態(tài)電池，但明顯要高于當(dāng)下的三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。以贛鋒鋰業(yè)和國(guó)軒高科的半固態(tài)電池為例，其能量密度最高均達(dá)到了360Wh/kg，而當(dāng)下三元鋰電池能量密度穩(wěn)定在220Wh/kg左右，磷酸鐵鋰電池更是僅為160Wh/kg左右，半固態(tài)電池大幅抬高了當(dāng)下量產(chǎn)動(dòng)力電池的能量密度天花板，也讓率先使用這種電池的車(chē)型獲得續(xù)航里程優(yōu)勢(shì)，可輕松突破1000km。
此外，半固態(tài)電池在安全性上也有較大的提升，得益于使用固體電解質(zhì)來(lái)替代部分電解液，半固態(tài)的電解液不易蒸發(fā)和膨脹，相比傳統(tǒng)液態(tài)電池能一定程度的抑制電池起火和漏液。
由此可見(jiàn)，半固態(tài)電池能大幅緩解消費(fèi)者的“續(xù)航焦慮”和“安全焦慮”，在競(jìng)爭(zhēng)日趨白熱化的高端市場(chǎng)上，這是兩個(gè)非常有說(shuō)服力的核心賣(mài)點(diǎn)，為了占據(jù)這一難得的技術(shù)制高點(diǎn)，必然會(huì)迎來(lái)新一輪的“軍備競(jìng)賽”，不過(guò)前期半固態(tài)電池成本較高，還只會(huì)在各大品牌的高端車(chē)型上搭載。
隨著半固態(tài)電池的登場(chǎng)，動(dòng)力電池市場(chǎng)有望出現(xiàn)中高低三分天下的格局，磷酸鐵鋰電池憑借穩(wěn)定性高、成本較低的特點(diǎn)，占據(jù)了中低端市場(chǎng)；三元鋰電池定位比磷酸鐵鋰略高，主要配置在中高端車(chē)型；至于正在步入量產(chǎn)階段的半固態(tài)電池，則在積極地投入豪華車(chē)的懷抱。
光大證券研報(bào)稱(chēng)，隨著各正負(fù)極廠商與電池廠商紛紛加大研發(fā)力度，半固態(tài)電池量產(chǎn)裝車(chē)已經(jīng)提上日程。預(yù)計(jì)今年會(huì)有一批領(lǐng)先的半固態(tài)電池企業(yè)逐漸發(fā)布車(chē)規(guī)級(jí)電池，2024-2025年將是半固態(tài)電池商業(yè)化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
全固態(tài)電池還會(huì)遠(yuǎn)嗎？
那么，半固態(tài)電池來(lái)了，全固態(tài)電池還會(huì)遠(yuǎn)嗎？雖然有一個(gè)“半”字，但這并不意味著離固態(tài)電池的量產(chǎn)拉近了一半的距離，全固態(tài)電池還有大量的技術(shù)難關(guān)需要攻克，江西新能源科技職業(yè)學(xué)院新能源汽車(chē)技術(shù)研究院院長(zhǎng)張翔在接受記者采訪時(shí)表示，半固態(tài)電池各種性能指標(biāo)、能量密度優(yōu)于液態(tài)鋰電池，但比固態(tài)電池差。固態(tài)電池尚有技術(shù)難點(diǎn)有待突破，比如固態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率遠(yuǎn)低于液態(tài)電解質(zhì)，這使得電池內(nèi)阻明顯增大、電池循環(huán)性變差、倍率性能變差等。
最重要的是，固態(tài)電池在設(shè)備兼容性上并不友好，這意味著電池生產(chǎn)企業(yè)需要投入巨額資金去改造生產(chǎn)線，如果沒(méi)有確定性發(fā)展前景的驅(qū)動(dòng)，企業(yè)很難下決心推倒重來(lái)。
此外，需求才是技術(shù)發(fā)展的根本驅(qū)動(dòng)力，在半固態(tài)電池車(chē)型續(xù)航可以輕松超過(guò)1000公里，安全與低溫性能優(yōu)秀，且補(bǔ)能設(shè)施愈發(fā)完善的大環(huán)境下，固態(tài)電池的必要性似乎在降低，續(xù)航與安全性能增加給新車(chē)競(jìng)爭(zhēng)力帶來(lái)的邊際效應(yīng)在快速遞減。由此，即便發(fā)展的慣性會(huì)讓我們最終抵達(dá)固態(tài)電池量產(chǎn)上車(chē)的目標(biāo)，但那一刻到來(lái)的時(shí)間可能會(huì)比預(yù)想的要晚不少。
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/文正）
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